(57)【要約】【課題】主増幅器で増幅対象となる信号の非線形増幅を行い、補助増幅器で増幅された信号の歪成分を線形増幅し、主増幅器の出力と合成することにより歪成分を相殺するフィードフォワード増幅器の効率向上を図ることを目的とする。【解決手段】主増幅器に電源電圧を供給する電源と、補助増幅器に電源電圧を供給する電源とをそれぞれ具備し、主増幅器、補助増幅器に供給する電源を個別に設定することで、主増幅器に供給する電源の電圧値を、歪補償の行える範囲で小さくすることにより、主増幅器のドレイン電圧を小さくする。その結果、主増幅器の効率が上がるため、フィードフォワード増幅器の効率も向上する。【選択図】図１
2007124103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅対象となる信号を主増幅器で増幅して当該増幅信号から歪成分を検出する歪検出部と、前記検出された歪成分を補助増幅器で増幅して前記増幅信号と加算し、前記歪成分を除去する歪除去部を有するフィードフォワード増幅器において、
前記主増幅器に電源電圧を供給する第１の電源と、前記補助増幅器に電源電圧を供給する第２の電源を備え、前記第１の電源からの電源電圧と前記第２の電源からの電源電圧とを個別に設定するように構成したことを特徴としたフィードフォワード増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に高周波帯で使用される線形増幅器であって、主増幅器の歪成分を検出する歪検出回路と、補助増幅器を用いて検出した歪成分を増幅した後、主増幅器の出力に再び注入することによって歪成分の相殺を行う歪除去回路とを有するフィードフォワード増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一例であるフィードフォワード増幅器について、図２を用いて説明する。図２は、従来の一例であるフィードフォワード増幅器の構成を示すブロック図である。入力端子８に入力された信号は分配器１３で２分配されて出力される。分配器１３の出力の内、一方の出力は、可変減衰器２４、可変移相器２５を経由し、主増幅器７にてパイロット信号が注入されて非線形増幅された後、電力合成器１４に入力される。そして、もう一方の出力は、電力合成器１４に直接入力される。そして、電力合成器１４から、主増幅器７で非線形増幅された増幅信号が経路５より出力され、増幅信号の歪成分が経路６より出力される。増幅信号は、経路５を介して、電力合成器１５に直接入力されるのに対し、増幅信号の歪成分は、経路６にある方向性結合器２８、可変減衰器２６、可変移相器２７を経由して、補助増幅器１２で増幅された後、電力合成器１５に入力される。電力合成器１５は、経路５より入力された増幅信号と経路６より入力された歪成分とを合成することで歪成分の相殺を行う。歪成分が相殺された増幅信号は、方向性結合器３０を経由し、出力端子９より出力される。ここで、可変減衰器２４、可変移相器２５はレベル検出器２９で検出したレベルが小さくなるように制御回路３２によって制御される。また、可変減衰器２６、可変移相器２７はパイロット検出器３１で検出したレベルが小さくなるように制御回路３２によって制御される。この制御回路３２の制御により、最終的に主増幅器７で生じた歪成分が相殺され、歪のない増幅信号が出力される。以上が歪補償に関する動作である。
【０００３】
次に、本フィードフォワード増幅器の効率について説明する。一般的に、フィードフォワード増幅器の主増幅器、補助増幅器に電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴ（Field Effective Transistor）と称する）を用いた場合、主増幅器にＡＢ級動作を行わせ、補助増幅器にＡ級動作を行わせる。なお、Ａ級動作の増幅器はＡＢ級動作の増幅器よりも歪が少ないという特徴を有し、ＡＢ級動作の増幅器はＡ級動作の増幅器よりも効率が良いという特徴を有することにより、主増幅器にＡＢ級動作を行わせることで効率を上げて増幅すると共に、補助増幅器にＡ級動作を行わせることで歪成分を線形増幅させることにより、主増幅器の出力と合成したとき、歪成分を相殺する。
【０００４】
本フィードフォワード増幅器では、図２のように、主増幅器７、補助増幅器１２の電源電圧は、共に３０Ｖである（主増幅器７、補助増幅器１２には、電源３５から電源電圧が供給される）ことで同一のため、主増幅器７、補助増幅器１２が共にＦＥＴである場合、前述の通り、主増幅器７にＡＢ級動作を行わせると共に補助増幅器１２にＡ級動作を行わせるため、歪補償が行える範囲で、主増幅器７のアイドリング電流（入力信号が無い場合でのドレイン電流）を、極力、小さくなるように設定することにより、効率を上げている。
【特許文献１】特開２００２−１５１９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の従来のフィードフォワード増幅器では、主増幅器と補助増幅器の電源電圧が同じであるため、主増幅器のアイドリング電流を小さくすることにより、フィードフォワード増幅器の効率を上げるようにしていた。即ち、主増幅器の出力と補助増幅器の出力とを合成した際、歪補償が行える範囲で主増幅器のアイドリング電流を設定するが、極力、主増幅器のアイドリング電流が小さくなるように設定していた。しかし、歪補償が行える範囲で主増幅器のアイドリング電流を極力小さくするように設定しても、所定電力出力時の主増幅器のドレイン電流の変化が少ないため、十分に効率を上げることができないという問題があった。
【０００６】
そこで本発明では、主増幅器のアイドリング電流だけでなくドレイン電圧を変えることができるようにすることにより、フィードフォワード増幅器の効率を向上させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前述の目的を達成するため、増幅対象となる信号を主増幅器で増幅して当該増幅信号から歪成分を検出する歪検出部と、前記増幅信号から前記検出された歪成分を補助増幅器で増幅して前記増幅信号と加算し、前記歪成分を除去する歪除去部を有するフィードフォワード増幅器において、前記主増幅器に電源電圧を供給する第１の電源と、前記補助増幅器に電源電圧を供給する第２の電源を備え、前記第１の電源からの電源電圧値と前記第２の電源からの電源電圧値を個別に設定するように構成したものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように本発明によれば、主増幅器と補助増幅器に供給する電源電圧を個別に設定するようにしたため、主増幅器の電源電圧と補助増幅器の電源電圧を異なるように設定することができ、その結果、主増幅器の電源電圧を下げることで、歪補償が行える範囲で主増幅器のアイドリング電流だけでなくドレイン電圧も小さくすることができるようになったため、従来のフィードフォワード増幅器よりも効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施例であるフィードフォワード増幅器について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例であるフィードフォワード増幅器の構成を示すブロック図である。歪補償についての動作は前述の従来のフィードフォワード増幅器と同一のため、省略する。本実施例のフィードフォワード増幅器は、図１の通り、主増幅器７に電源電圧を供給する電源は電源３６、補助増幅器１２に電源電圧を供給する電源は電源３５であることで、主増幅器７、補助増幅器１２に供給する電源が異なることにより、主増幅器７、補助増幅器１２に供給する電源電圧をそれぞれ個別に設定することができる。例えば、電源３５からの供給電圧値（補助増幅器１２に供給する電源電圧）を従来のフィードフォワード増幅器の場合と同じ３０Ｖに設定すると共に、電源３６からの供給電圧値（主増幅器７に供給する電源電圧）を従来のフィードフォワード増幅器の場合より２Ｖ小さい２８Ｖに設定することができる。主増幅器７に供給する電源電圧を小さくすることにより、フィードフォワード増幅器の歪補償が行える範囲で主増幅器７のドレイン電圧も小さくすることができる（設定した電源電圧以下の所定の電圧値とすることができる）ため、効率を向上させることができる。なお、本実施例のフィードフォワード増幅器で効率を上げる場合、まず、歪補償が行える範囲で主増幅器７のアイドリング電流を極力小さくするように設定し、この設定でも効果が十分に得られないときは、歪補償が行える範囲で主増幅器７に供給する電源電圧を極力小さくするように設定する。
【００１０】
例えば、図１に示すフィードフォワード増幅器の場合、まず、主増幅器７と補助増幅器１２に供給する電源電圧を共に３０Ｖとし、フィードフォワード増幅器の歪補償が行える範囲で主増幅器７のアイドリング電流を極力小さくする。そして、アイドリング電流を小さくする前と後とで所定電力出力時の主増幅器７のドレイン電流を比較する。比較した結果、主増幅器７のアイドリング電流を小さくする前の所定電力出力時のドレイン電流と、主増幅器７のアイドリング電流を小さくした後のドレイン電流との差が小さいとき、更に、フィードフォワード増幅器の歪補償が行える範囲で主増幅器７に供給する電源電圧を極力小さくする。主増幅器の電源電圧を極力小さくすることにより、主増幅器７のドレイン電圧を小さくする（ドレイン電圧値は、電源電圧値以下である）。例えば、主増幅器７に供給する電源電圧を３０Ｖから２８Ｖに変化させることにより、主増幅器７のドレイン電圧を２８Ｖ以下にする。
【００１１】
以上のように、本実施例のフィードフォワード増幅器では、主増幅器７のアイドリング電流を歪補償が行える範囲で極力小さくしただけでは所定電力出力時のドレイン電流Ｉｄの変化が小さいことにより、効率を上げることができないとき、主増幅器７の供給電圧を歪補償が行える範囲で極力小さくするように設定することでドレイン電圧も極力小さくするように設定することができるため、即ち、電力増幅器の効率を表す下記（１）式のドレイン電流Ｉｄだけでなく、ドレイン電圧Ｖｄも歪補償が行える範囲で極力小さくするように設定できるため、従来のフィードフォワード増幅器よりも、効率を上げることができる。
【００１２】
η＝（Ｐ×１００）／（Ｖｄ×Ｉｄ）      ………（１）
η：効率（％）
Ｐ：出力電力（Ｗ）（例えば、３０Ｗ）
Ｖｄ：ドレイン電圧（Ｖ）
Ｉｄ：ドレイン電流（Ａ）
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例であるフィードフォワード増幅器の構成を示す回路図。
【図２】従来の一例であるフィードフォワード増幅器の構成を示す回路図。
【符号の説明】
【００１４】
１：歪検出回路                   ２：歪除去回路
３、４、５、６：信号経路         ７：主増幅器
８：入力端子                     ９：出力端子
１２：補助増幅器                 １３：分配器
１４、１５：電力合成器           ２５、２７：可変移相器
２８、３０：方向性結合器         ２９：レベル検出器
３１：歪検出器                   ３２：制御回路
３５、３６、３７：電源回路
【図１】
2007124103.tif 000003
【図２】
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